Eutrofikasi

Eutrofikasi atau peluaharaan adalah proses di mana seluruh badan air, atau sebagian darinya, secara bertahap mengalami peningkatan kadar mineral dan nutrien, terutama nitrogen dan fosforus. Eutrofikasi juga didefinisikan sebagai "peningkatan produktivitas fitoplankton yang disebabkan oleh meningkatnya unsur nutrien".^[1]: 459 Badan air dengan tingkat nutrien yang sangat rendah disebut sebagai oligotrofik sedangkan yang memiliki tingkat nutrien sedang disebut mesotrofik. Eutrofikasi tingkat lanjut juga dapat disebut sebagai kondisi distrofik dan hipertrofik.^[2] Eutrofikasi dapat memengaruhi sistem air tawar ataupun air asin. Dalam ekosistem air tawar, hal ini hampir selalu disebabkan oleh melimpahnya fosforus.^[3] Sedangkan di air asin, kontributor terbesarnya cenderung ke nitrogen, atau campuran nitrogen dan fosforus. Hal ini bergantung pada lokasi dan berbagai faktor lain.^[4][5]

Ketika terjadi secara alami, eutrofikasi merupakan proses yang sangat lambat di mana nutrien, terutama senyawa fosforus dan bahan organik, terakumulasi dalam badan air.^[6] Nutrien ini berasal dari degradasi dan larutan mineral dalam batuan dan oleh efek lumut kerak, lumut daun, dan jamur yang secara aktif mengais nutrien dari batuan.^[7] Eutrofikasi antropogenik atau "eutrofikasi kultural" sering kali merupakan proses yang jauh lebih cepat di mana nutrien ditambahkan ke badan air dari berbagai macam sumber pencemar termasuk air selokan yang tidak diolah atau hanya diolah sebagian, air limbah industri, dan pupuk dari praktik pertanian. Polusi nutrien, suatu bentuk pencemaran air, adalah penyebab utama eutrofikasi air permukaan, di mana kelebihan nutrien, biasanya nitrogen atau fosfor, merangsang pertumbuhan alga dan tanaman air.

Efek umum yang tampak dari eutrofikasi adalah pertumbuhan alga. Hal ini antara dapat menjadi pengganggu bagi mereka yang ingin menggunakan badan air tersebut, atau dapat menjadi pertumbuhan ganggang yang berbahaya yang dapat menyebabkan degradasi ekologi yang substansial pada badan air.^[8] Proses ini dapat mengakibatkan penipisan oksigen pada badan air setelah degradasi bakteri dari alga.^[9]

Beberapa pendekatan untuk mencegah dan membalikkan eutrofikasi meliputi: meminimalkan polusi sumber titik dari air limbah dan selokan, serta meminimalkan polusi nutrien dari pertanian dan sumber polusi non-titik lainnya. Mengembalikan populasi kerang di muara, budidaya rumput laut, dan teknik geo-engineering di danau-danau juga digunakan, beberapa di antaranya masih dalam tahap percobaan. Penting untuk dicatat bahwa istilah eutrofikasi digunakan secara luas oleh para ilmuwan dan pembuat kebijakan publik, sehingga menimbulkan banyak sekali definisi.

Kondisi eutrofik sangat memungkinkan alga, tumbuhan air berukuran mikro, untuk tumbuh berkembang biak dengan pesat (blooming) akibat ketersediaan fosfat yang berlebihan serta kondisi lain yang memadai. Hal ini bisa dikenali dengan warna air yang menjadi kehijauan, berbau tak sedap, dan kekeruhannya yang menjadi semakin meningkat. Banyaknya eceng gondok yang bertebaran di rawa-rawa dan danau-danau juga disebabkan fosfat yang sangat berlebihan ini. Akibatnya, kualitas air di banyak ekosistem air menjadi sangat menurun. Rendahnya konsentrasi oksigen terlarut, bahkan sampai batas nol, menyebabkan makhluk hidup air seperti ikan dan spesies lainnya tidak bisa tumbuh dengan baik sehingga akhirnya mati. Hilangnya ikan dan hewan lainnya dalam mata rantai ekosistem air menyebabkan terganggunya keseimbangan ekosistem air. Permasalahan lainnya, cyanobacteria (blue-green algae) diketahui mengandung toksin sehingga membawa risiko kesehatan bagi manusia dan hewan. Algal bloom juga menyebabkan hilangnya nilai konservasi, estetika, rekreasional, dan pariwisata sehingga dibutuhkan biaya sosial dan ekonomi yang tidak sedikit untuk mengatasinya.

Masalah eutrofikasi baru disadari pada dekade awal abad ke-20 saat alga banyak tumbuh di danau-danau dan ekosistem air lainnya. Problem ini disinyalir akibat langsung dari aliran limbah domestik. Hingga saat itu belum diketahui secara pasti unsur kimiawi yang sesungguhnya berperan besar dalam munculnya eutrofikasi ini.

Melalui penelitian jangka panjang pada berbagai danau kecil dan besar, para peneliti akhirnya bisa menyimpulkan bahwa fosfor merupakan elemen kunci di antara nutrient utama tanaman (karbon (C), nitrogen (N), dan fosfor (P)) di dalam proses eutrofikasi.

Sebuah percobaan berskala besar yang pernah dilakukan pada tahun 1968 terhadap Danau Erie (ELA Lake 226) di Amerika Serikat membuktikan bahwa bagian danau yang hanya ditambahkan karbon dan nitrogen tidak mengalami fenomena algal bloom selama delapan tahun pengamatan. Sebaliknya, bagian danau lainnya yang ditambahkan fosfor (dalam bentuk senyawa fosfat)-di samping karbon dan nitrogen-terbukti nyata mengalami alga bloom.

Menyadari bahwa senyawa fosfatlah yang menjadi penyebab terjadinya eutrofikasi, maka perhatian para saintis dan kelompok masyarakat pencinta lingkungan hidup semakin meningkat terhadap permasalahan ini. Ada kelompok yang condong memilih cara-cara penanggulangan melalui pengolahan limbah cair yang mengandung fosfat, seperti detergen dan limbah manusia, ada juga kelompok yang secara tegas melarang keberadaan fosfor dalam detergen. Program miliaran dollar pernah dicanangkan lewat institusi St Lawrence Great Lakes Basin di AS untuk mengontrol keberadaan fosfat dalam ekosistem air. Sebagai implementasinya, lahirlah peraturan perundangan yang mengatur pembatasan penggunaan fosfat, pembuangan limbah fosfat dari rumah tangga dan permukiman. Upaya untuk menyubstitusi pemakaian fosfat dalam deterjen juga menjadi bagian dari program tersebut.

Menurut Morse et al., sumber fosfor di lingkungan perairan berasal dari berbagai aktivitas, yaitu sekitar 10 persen dari proses alamiah di lingkungan perairan itu sendiri (background source), 7 persen dari kegiatan industri, 11 persen dari penggunaan detergen, 17 persen dari pupuk pertanian, 23 persen dari limbah manusia, serta kontribusi terbesar, yakni 32 persen, berasal dari limbah peternakan.^[10] Paparan statistik tersebut, meskipun tidak sepenuhnya merepresentasikan kondisi di Indonesia, menunjukkan bahwa beragam aktivitas masyarakat modern, seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk, menjadi penyumbang utama pelepasan fosfor ke lingkungan perairan.

Berdasarkan buku Phosphorus Chemistry in Everyday Living, manusia memiliki peran signifikan sebagai penghasil limbah fosfat. Secara fisiologis, jumlah fosfat yang diekskresikan sebanding dengan jumlah fosfat yang dikonsumsi. Pada tahun 1987, rata-rata penduduk Amerika Serikat mengonsumsi dan mengekskresikan sekitar 1,4 pon fosfat per tahun. Dengan jumlah penduduk Amerika Serikat yang mencapai sekitar 290 juta jiwa, diperkirakan sekitar 406 juta pon fosfor dilepaskan ke lingkungan setiap tahunnya.

Apabila perhitungan serupa diterapkan pada populasi dunia yang diperkirakan mencapai sekitar 6,3 miliar jiwa, maka jumlah fosfor yang dilepaskan ke lingkungan perairan secara global menjadi sangat besar. Perhitungan ini belum mencakup fosfat yang berasal dari detergen dan berbagai sumber lain sebagaimana telah disebutkan sebelumnya.

Tanpa pengelolaan limbah domestik yang memadai, seperti yang masih terjadi di sejumlah negara berkembang, dampak pelepasan fosfat terhadap lingkungan hidup, khususnya ekosistem perairan, berpotensi menjadi sangat serius.

Kebutuhan fosfor bagi pertumbuhan alga biru-hijau (blue-green algae), organisme akuatik penyebab algal bloom, relatif sangat kecil. Konsentrasi fosfor sekitar 10 bagian per miliar (parts per billion atau ppb) sudah cukup untuk mendukung pertumbuhan organisme tersebut. Dalam kondisi kelebihan fosfor, populasi alga dapat berkembang dengan cepat, bahkan berlipat ganda dalam waktu sekitar 24 jam.

Fosfat yang terlepas ke lingkungan perairan umumnya akan mengalami proses pengenceran di sungai, serta sebagian melalui tahapan pengolahan limbah domestik. Pengolahan limbah yang ketat umumnya diterapkan di negara-negara maju, seperti Amerika Serikat dan negara-negara Eropa. Meskipun demikian, hasil pengolahan tersebut masih menyisakan konsentrasi fosfor sekitar 12–31 ppb, yang dinilai lebih dari cukup untuk mendukung pertumbuhan alga biru-hijau. Kondisi ini mengindikasikan bahwa persoalan pencemaran fosfat merupakan masalah lingkungan yang serius dan memerlukan perhatian serta penanganan yang berkelanjutan.

Eutrofikasi tidak hanya dikaji dalam konteks lokal dan temporal, tetapi juga merupakan persoalan global yang kompleks dan sulit ditangani, sehingga memerlukan perhatian serius serta keterlibatan berkelanjutan dari berbagai pihak. Fenomena ini menjadi contoh permasalahan lingkungan yang menuntut pendekatan lintas disiplin ilmu dan lintas sektoral.

Upaya penanggulangan eutrofikasi kerap menghadapi berbagai kendala yang menyebabkan hasilnya belum optimal. Faktor-faktor tersebut meliputi praktik peternakan intensif yang berorientasi pada efisiensi lahan, penggunaan bahan kimia yang mengandung fosfat secara berlebihan, laju pertumbuhan penduduk global yang tinggi, tingkat urbanisasi yang terus meningkat, serta pelepasan senyawa fosfat yang telah lama terakumulasi dalam sedimen ke badan air.

Sejumlah solusi telah dikemukakan untuk mengatasi permasalahan ini. Menurut Forsberg, kebijakan yang kuat dalam pengendalian pertumbuhan penduduk merupakan langkah utama yang perlu ditempuh.^[11] Peningkatan jumlah penduduk berimplikasi langsung pada meningkatnya kontribusi fosfat ke lingkungan perairan dari berbagai sumber. Selain itu, pemerintah perlu mendorong produsen agar tidak lagi menggunakan fosfat dalam produk detergen, serta membatasi penggunaan bahan aditif fosfat dalam produk makanan dan minuman. Di sektor pertanian, pengendalian penggunaan pupuk fosfat secara berlebihan dan pengelolaan peternakan yang lebih baik diperlukan untuk mencegah pelepasan fosfat ke lingkungan perairan. Masyarakat juga dianjurkan untuk membatasi konsumsi produk pangan dan minuman yang mengandung aditif fosfat.

Di negara-negara maju, kesadaran lingkungan masyarakat telah berkembang, yang tercermin dari preferensi konsumen terhadap produk kebutuhan sehari-hari berlabel "phosphate free" atau "environmentally friendly". Negara-negara tersebut juga telah menjadikan eutrofikasi sebagai agenda penting dalam kebijakan lingkungan hidup. Sebagai contoh, Australia memiliki The National Eutrophication Management Program yang dibentuk untuk mengoordinasikan, mendanai, dan menyosialisasikan kegiatan penelitian terkait eutrofikasi. Di Amerika Serikat, organisasi seperti North American Lake Management Society berperan aktif dalam pelestarian danau melalui kegiatan ilmiah, manajemen, pendidikan, dan advokasi.

Selain itu, terdapat pula American Society of Limnology and Oceanography yang berfokus pada kajian ilmu perairan dengan tujuan menerapkan hasil penelitian untuk mengidentifikasi serta mencari solusi atas permasalahan yang timbul dari interaksi antara manusia dan lingkungan. Di kawasan Eropa, Scientific Committee on Phosphates in Europe berperan dalam penerapan The Urban Waste Water Treatment Directive 91/271, yang ditujukan untuk menangani permasalahan fosfat dari limbah cair beserta upaya penanggulangannya. Upaya tersebut didukung oleh publikasi ilmiah, seperti jurnal European Water Pollution Control, serta penerapan peraturan dan pengawasan ketat terhadap pencemaran lingkungan oleh Environmental Protection Agency (EPA).

• (Indonesia) Artikel tentang eutrofikasi